CS215512B1 - Způsob zjišťování množství tepla - Google Patents

Description

(54) Způsob zjišťování množství tepla

Vynález se týká způsobu zjišťování množství tepla předávaného ve: výměníku tepla, proudící hmotou.

Ddposuď známé; způsoby z jišťování množství proudící, hmotou⁵ předávaného tepla určují množství tepla- z množství. proudící hmoty a z rozdílu teplot před a. za výměníkem. Množství· proudící hmoty-⁵ je určováno; mechanickými, většinou rotujícími měřiči. Zejména mechanické části známých měřičů jsou· náročné na materiály a kvalitu provedení a jsou příčinou častých poruch zařízení, hlavně jde-li o malé nebo příliš velké rychlosti pohybu proudící hmcty.

Výše; uvedené nedostatky jsou; odstraněny způsobem zjišťování množství Q tepla podle vynálezu,, jehož podstata spočívá v tom', že-. mezi přívodním a odvodním; proudem se vytvoří; tepelně vodivé; spojení z; hmoty, je* jíž. tepelná· vodivost je nejméně o⁵ 1 řád vyšší než tepelná vodivost ostatních materiálů! a hmot, spojujících tepelně⁵ vodivě přívodní a odvodní proud a ze. změřených teplot a vlastností uspořádaní, se; vypočte; množství. Q předaného- teplá.

K. vypočtení lze; použít, například následující; vztahy/ (kde alespoň tři & teplot ti; t2, t3, t4„ t«, te jsou: změřeny Jt

T2 f

τι nebo ti—Í2

Ϊ3—Ϊ5 . (t3—t6) . A — (ti—ta)

As dr

T2

Q = f · (to-16) . B - (tl-12)

Tl

Další teploty potřebné pro vyčíslení vztahu pro množství Q tepla jsou určeny vztahy:

\s dr . (t3—15) - (U—te).

t5-(-tS__ _ t5-)-t5

2 t4~)~t6 .__A2A3__ ' Á2A3+A1A3+A2A1 ti - nebo ti ~ t'2 ~ nebo t2 = Í4+t6 _ t4-(-t6 ”2 ..... ~~ * 2 t4-j-t6 t4+t6 “~2~ l t3-l~t5 ts-[-t5 ~2 ~ 2 nebo je lze určit měřením.

‘Měřená teplota ti se měří na tepelně vodivém spojení 5 přívodního a odvodního proudu hmoty, blíže k přívodnímu proudu hmoty, měřená teplota t2 se měří na tepelně vodivém spojení 5 přívodního a odvodního· proudu hmoty,, blíže k odvodnímu proudu hmoty, měřená teplota tsse měří, v přívodním proudu. 1 hmoty, ve směru pohybu hmoty, před. .napojením tepelně vodivého spojení 5 přívodního a odvodního· proudu hmoty, měřená teplota ti se měří v odvodním proudu 4 hmoty, ve směru proudu hmoty, za napojením tepelně vodivého· spojení 5 přívodního a odvodního . proudu hmoty, měřená teplota I5 se měří v přívodním proudu 2 hmoty, mezi napojením tepelně vodivého· spojení 5 přívodního a odvodního· proudu hmoty a výměníkem tepla 6,.měřená teplota te se měří v odvodním proudu 3 hmoty, mezi výměníkem tepla B a napojením tepelně vodivého¹ spojení 5 přívodního a odvodního proudu hmoty, A je poměr mezi proudovou hustotou celého proudu hmoty a proudovou hustotou části přívodního proudu, na kterou je napojeno tepelně vodivé spojení 5 přívodního a odvodního proudu hmoty, B je poměr mezi proudovou hustotou celého proudu hmoty a proudovou hustotou části odvodního proudu, na kterou je napojeno tepelně vodivé spojení 5 přívodního ,a odvodního proudu hmoty. Ai je tepelná vodivost mezi přívodním proudem hmoty a místem na tepelně vodivém spojení 5 přívodního a odvodního proudu hmoty, ve t5~Ht5 . __ A1A2+A1A3 ' A1A2+A1A3-I-A2A3 t5-j-t5 .__Λ1Λ2___ ' Α2Α34Ά1Α34Ά2Α1

Í4~pt6 . Δί Δ3-ΑΆ2 As ' Α1Λ2 I -Ai As I Α2Λ3 kterém se určuje teplota ti, A2 je tepelná vodivost části tepelně vodivého spojení 5 přívodního a odvodního proudu hmoty, mezi místy kde se určují teploty ti a t2, As je tepelná vodivost mezi místem na tepelně vodivém spojení 5 přívodního a odvodního proudu hmoty, ve kterém se určuje teplota Ϊ2 a mezi odvodním proudem hmoty, přičemž tepelné vodivosti Ai a As. respektují i tepelný odpor při přestupu tepla z proudící hmoty do tepelně vodivého spojení přívodního a odvodního proudu hmoty a naopak, a tepelné vodivosti Ai, As, As jsou přímo úměrné součiniteli tepelné vodivosti a průřezové ploše hmot tepelně vodivého spojení 5 přívodního a odvodního proudu hmoty a nepřímo úměrné délkám příslušných úseků tohoto spojení 5 a kde dále τι je počátek a T2 konec časového úseku, ve kterém je předáno množství Q tepla a dr je diferenciál času.

Poměry A, B a vodivost Ai, As a As je možno stanovit početně nebo zjistit měřením.

Tím, že ke zjišťování množství Q tepla není třeba měřit proudovou hustotu proudu hmoty mechanickými čidly, ale toto· se zjišťuje nepřímo pomocí teplot, odstraní se potřeba materiálově náročných a poruchových zařízení, u kterých byl vlastní způsob zjišťování množství Q předávaného tepla komplikován zpracováním alespoň dvou odlišně měřených časově proměnných veličin — pohybu a rozdílu teplot. Stanovení množství Q předávaného tepla z měřených teplot umožňuje snadné zpracování změřených údajů, zejména při použití elektrických čidel jako jsou termočlánky, termistory a teplotně závislé odpory a částečné nebo úplné elektronické zpracování změřených údajů o teplotách. Alespoň přibližné stanovení množství Q předávaného tepla je možné často realizovat na stávajících přívodech k výměníkům tepla bez jejich přerušení a bez přerušení provozu výměníku. Nejvhodnějším materiálem k provedení tepelně vodivého spojení je měď. ..

Na výkresech jsou znázorněny dva případy uspořádání pro způsob zjišťování množství předávaného tepla podle vynálezu. Na obr. 1 je schéma uspořádání realizovatelného i na stávajících přívodech k výměníku tepla s měřením tří teplot a na obr. 2 je schéma uspořádání s rozvětveným přítokem proudu hmoty, které umožňuje přesnější měření rozdílu teplot.

Příklad konkrétního provedení vynálezu

Do přívodního potrubí (obr. 6] k výměníku tepla 6, kterým je topné těleso v místnosti, je ve svislé části potrubí, s ohledem na zanášení a hromadění vzduchových bublin, vsazen dělič proudu hmoty z polyvinylchloridu, který má menší tepelnou vodivost než kovy. Dělič proudu hmoty rozděluje proud hmoty na deset shodných dílčích proudů protékajících deseti středově symetricky rozmístněnými kanálky shodného průřezu. Vnitřní stěna jednoho z kanálků je tvořena měděnou trubkou spojenou s měděným prutem tepelně vodivého spojení 5 přívodního proudu 1, 2 a odvodního proudu 3, 4 hmoty. Termistorem 7 je měřena teplota ts, termistorem 8 teplota ts, termistory 10 a teploty ti .a ta a termistorem 9 teplota t6.

Pro zvýšení přesnosti měření se mimo teplot ti, tz, t3, ts a te vyčíslují při diferenčním zapojení přímo i rozdíly teplot (ti—tzj, (t3—16), (tS—15).

Výpočtem bylo stanoveno A = 10, B = = 1, A₂ = 2,8644 W/K.

Byly naměřeny následující teploty a rozdíly teplot:

ti ~ 76,5 °C t2 = 73,6 °C t3 = 81,2 °C ts = 80,3 °C te = 58,9 °C ti — t2 = 2,931 °C t3 — te = 22,37 °C t3 — ts = 0,926 °C

S použitím vztahu mezi teplotami je stanovena t4 = 58,9926 °C

Z dalších vztahů jsou vypočteny okamžité hodnoty

Ai = 1,9545 W/K;

A3 = 0,5666 W/K.

Vyčíslením vztahu pro množství Q předávaného tepla za dobu 0,5 hod = 1800 s zjistíme Q = 3,636 MWs. Zjištěné množství se liší o 3% od množství zjištěného přesnější měřicí metodou.

Vynález lze využít pro stanovení množství předávaného tepla všude tam, kde se ve výměníku tepla nemění proudová hustota proudu teplo předávající hmoty, například u výměníků tepla ústředního vytápění budov.

Claims (1)

1. předmEt

   Způsob zjišťování množství tepla předávaného proudící hmotou ve výměníku, při němž se měří pouze teploty na přívodním a odvodním proudu hmoty a na tepelně vodivém spojení, vyznačený tím, že mezi přívodním a odvodním proudem se vytvoří tepelně vodivé spojení z hmoty, jejíž tepelná

   VYNÁLEZU vodivost je nejméně o 1 řád vyšší než tepelná vodivost ostatních materiálů a hmot spojujících tepelně vodivě přívodní a odvodní proud, a ze změřených teplot a vlastností uspořádání se vypočte množství předaného tepla.